郝丹丹，張鳳寧，瑞　云，田慧敏（赤峰學(xué)院　醫(yī)學(xué)院，內(nèi)蒙古　赤峰　024000）

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生理學(xué)實驗教學(xué)改革中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的實踐探討

郝丹丹，張鳳寧，瑞云，田慧敏
（赤峰學(xué)院醫(yī)學(xué)院，內(nèi)蒙古赤峰024000）

摘要：《生理學(xué)實驗》是一門重要的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)必修課程，其教學(xué)目標(biāo)不僅僅是夯實學(xué)生的基礎(chǔ)理論知識，更重要的是要培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題及初步的科研思維和創(chuàng)新能力，對提高醫(yī)學(xué)生的綜合素質(zhì)和培養(yǎng)創(chuàng)新精神等方面均具有重要意義.

關(guān)鍵詞：生理學(xué)實驗；科學(xué)思維；創(chuàng)新能力

生理學(xué)實驗是生理學(xué)課程的重要組成部分.生理學(xué)的中大多數(shù)知識幾乎都來自實驗研究和臨床實踐，因而是聯(lián)系醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程和臨床課程的重要紐帶.近幾年，我們采用傳統(tǒng)實驗、創(chuàng)新實驗以及虛擬實驗相結(jié)合，在培養(yǎng)學(xué)生的實際動手操作能力、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力的同時，注重培養(yǎng)學(xué)生的科研思維及創(chuàng)新能力.下面我們把開展生理學(xué)實驗教學(xué)改革的一些做法和體會與同行們共同探討.

1　在傳統(tǒng)實驗中注重動手能力、團隊合作精神及解決問題能力的培養(yǎng)

傳統(tǒng)實驗主要包括生理學(xué)的基礎(chǔ)實驗和綜合性實驗.進行傳統(tǒng)實驗時，實驗項目和內(nèi)容由老師設(shè)定好，負(fù)責(zé)實驗準(zhǔn)備的老師提前準(zhǔn)備好實驗所需用品，班級學(xué)生分成幾個小組（一般4—5人/組），實驗指導(dǎo)老師按規(guī)定的實驗步驟講解、示教，在規(guī)定的時間內(nèi)完成實驗.基礎(chǔ)實驗的目的是使學(xué)生加深對基礎(chǔ)理論知識的理解，學(xué)習(xí)常用實驗儀器及手術(shù)器械的使用方法，熟練掌握生理學(xué)實驗的基本操作技術(shù)，為后續(xù)的綜合實驗和創(chuàng)新實驗打下基礎(chǔ).為鞏固學(xué)生所學(xué)技術(shù)，我們設(shè)立了綜合性實驗，其目的是讓學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)的實驗基本技術(shù)，增強學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識的能力，培養(yǎng)學(xué)生的整體觀及團隊合作意識.進行綜合實驗時，實驗項目和內(nèi)容仍由老師提前設(shè)定好，學(xué)生自己操作，在實驗指導(dǎo)教師的引導(dǎo)下，學(xué)生們仔細(xì)觀察某一實驗條件改變后對動物多個器官、系統(tǒng)及整體同時產(chǎn)生的影響，從中發(fā)現(xiàn)問題并分析、解決問題，進而達(dá)到實驗?zāi)康?而且小組成員要輪流進行動物抓捕、固定、麻醉、手術(shù)、不同途徑給藥、實驗儀器的使用以及實驗系統(tǒng)操作等，在手術(shù)過程中彼此之間還要相互配合共同完成實驗，同時對要實驗結(jié)果進行討論分析.經(jīng)過這一個學(xué)期的鍛煉，學(xué)生們的實驗技術(shù)不但得到了加強，同時學(xué)生們合作的整體觀、團隊意思以及責(zé)任心都有極大的提高.在此實驗過程中，使學(xué)生的理論知識進一步強化，激發(fā)學(xué)生對生理以及后續(xù)課程的興趣，同時使學(xué)生們發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力得到極大的提高.

2　應(yīng)用虛擬實驗有助于學(xué)生擴大視野，開拓思路，彌補實驗條件的不足

為更好的提高生理學(xué)實驗教學(xué)效果，我院生理學(xué)實驗室引進了Physicx4.0虛擬實驗系統(tǒng).學(xué)生可以在電腦上按照實驗指導(dǎo)上的實驗步驟，點擊相應(yīng)的圖像，最終得出實驗結(jié)果.此虛擬實驗系統(tǒng)中具有生理學(xué)中大部分實驗項目，如刺激強度—頻率對骨骼肌收縮的影響、某些因素對離體蟾蜍心臟活動的影響、家兔大腦皮質(zhì)層運動區(qū)功能定位去大腦僵直等.虛擬實驗彌補了實驗過程中儀器設(shè)施、實驗藥品、實驗復(fù)雜操作及動物條件和動物個體差異、實驗場地等條件的限制，豐富了實驗內(nèi)容，在較大程度上補充了生理學(xué)實驗教學(xué)的不足.如“內(nèi)分泌系統(tǒng)實驗”，學(xué)生可在實驗過程中模擬操作測定葡萄糖濃度曲線，觀察胰島素對血糖水平的影響，從而加深對理論知識的理解，且能夠觀察學(xué)習(xí)新的實驗技術(shù)，為學(xué)生創(chuàng)新實驗提供有利的科研思路.例如“如何制作糖尿病模型”，虛擬系統(tǒng)中學(xué)生按照實驗步驟給予小鼠注射四氧嘧啶，成功制作1型糖尿病模型.在模型制作過程中要根據(jù)小鼠體重計算注射藥物四氧嘧啶的量，開始學(xué)生不理解藥物注射量如何確定以及如何計算所要注射藥物的濃度，經(jīng)過不斷反復(fù)思考和討論，學(xué)生終于將此理解并掌握.虛擬實驗不僅能夠彌補目前我校實驗動物購買難，學(xué)生無法完成實驗的問題，而且為學(xué)生以后進行科研奠定了一定的基礎(chǔ)，開拓學(xué)生的實驗視野，豐富其所學(xué)知識，從而培養(yǎng)其科研思維.學(xué)生也可以在此系統(tǒng)中預(yù)習(xí)或重復(fù)一些基礎(chǔ)實驗，加深對實驗?zāi)康?、原理的理?如“神經(jīng)干動作電位及其傳導(dǎo)速度的測定”，學(xué)生可以在實驗過程中進行模擬蟾蜍神經(jīng)干動作電位在不同神經(jīng)阻滯劑情況下動作電位的傳導(dǎo)情況以及學(xué)習(xí)如何測量動作電位的傳導(dǎo)速度.還可以加深對一些理論知識的理解，比如何為閾刺激、最大刺激等.經(jīng)過虛擬實驗反復(fù)操練后，學(xué)生在進行真實實驗時，能夠很快的掌握

操作方法，減少實驗過程中的失誤，加快實驗進度，大大提高了實驗的成功.因此，虛擬實驗與真實實驗相結(jié)合，兩者可相互促進，能夠更好地提高生理學(xué)實驗教學(xué)效果[1].

3　在創(chuàng)新實驗中培養(yǎng)學(xué)生的科研思維，保護學(xué)生的積極性

創(chuàng)新實驗同樣將學(xué)生分成小組進行（4—5人/組）.其實驗設(shè)計是在實驗指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，學(xué)生自行查找文獻和資料，自行選題，但選題要符合以下幾個原則：（1）科學(xué)性的原則；（2）可行性原則；（3）實用性原則.選好題后，擬寫一份實驗研究的目的、原理、步驟、意義以及預(yù)期結(jié)果，然后與指導(dǎo)教師探討實驗過程中所需動物、藥品、器材及實驗設(shè)計等是否具有科學(xué)性，實驗難度是否恰當(dāng)，采取的實驗方法是否可行，討論后進行預(yù)實驗，觀察、發(fā)現(xiàn)實驗中存在的缺陷或不足，進行補充和修訂，待修訂完善后進行完整實驗過程.進行實驗時，要求每組學(xué)生在實驗過程中必須收集好數(shù)據(jù)，實驗結(jié)束后由實驗小組推選出1名同學(xué)進行總結(jié)匯報本小組實驗設(shè)計的目的、原理、步驟、意義、結(jié)果及結(jié)果分析及討論并總結(jié)此次實驗設(shè)計及操作過程中小組成員的感悟和收獲等.

在我們實驗教學(xué)的過程中，學(xué)生通常通過以下幾種方式進行選題：（1）學(xué)生通過查閱文獻可對操作過的經(jīng)典實驗在實驗方法上加以改善，或在原有實驗基礎(chǔ)上改變影響因素，學(xué)生在操作過程中加以驗證其改善的可行性以及科學(xué)性等問題.這種設(shè)計可進一步夯實學(xué)生們的實驗相關(guān)技術(shù)操作，同時加深理解一些理論知識，且對于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題以及創(chuàng)新思維等具有重要意義.如“哺乳動物動脈血壓的調(diào)節(jié)”實驗，學(xué)生的實驗步驟按照經(jīng)典實驗進行操作，將原來實驗中對血壓有影響的藥物（如腎上腺素等）換成多巴胺，觀察分析低、中、高劑量的多巴胺分別對家兔血壓、尿量的影響，在小組成員的共同努力下，實驗效果非常好.（2）觀察某種藥物對動物病理模型的作用.如“葛根素對家兔酒精中毒的影響”，學(xué)生通過預(yù)實驗驗證、建立比較穩(wěn)定可靠的家兔酒精中毒模型，模型建立成功后，學(xué)生再依據(jù)自己的實驗?zāi)康模^察葛根素對家兔酒精中毒的影響.學(xué)生要確定病理模型的建立成功，需要根據(jù)所檢索的酒精中毒模型的評價標(biāo)準(zhǔn)，仔細(xì)觀察各種指標(biāo)才能確立模型的可靠性，這是鍛煉學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲兴季S、發(fā)現(xiàn)問題和分析問題的比較好的方法.（3）重復(fù)建立一種動物疾病的病理模型.學(xué)生對于建立動物疾病病理模型非常感興趣.許多學(xué)生想復(fù)制教材或文獻上已有的動物模型并評價該模型建立是否成功.病理模型復(fù)制成功后學(xué)生再探索給予動物哪些藥物予以治療.如“家兔急性右心衰模型制作及給予硝普鈉后的心衰情況有何改變”，由于學(xué)生在學(xué)習(xí)生理學(xué)課程時還沒有學(xué)習(xí)病理學(xué)、病理生理學(xué)和藥理學(xué)等課程，學(xué)生在反復(fù)操作過程中，失敗率比較高，基本沒成功，但學(xué)生們的積極性仍然很高.此時教師要鼓勵學(xué)生、一起分析失敗的原因，保護學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和探索欲望，保留疑問，從而使他們對后續(xù)將要學(xué)習(xí)的課程充滿期待.

創(chuàng)新性實驗由學(xué)生自行查閱資料、設(shè)計實驗過程、探索研究的一種教學(xué)模式，是以學(xué)生為主體的自我訓(xùn)練體系.在整個過程中充分調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，發(fā)揮其想象力和探索能力，注重培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作意識及創(chuàng)新意識與科研思維，很多同學(xué)對科研、探索產(chǎn)生了濃厚的興趣.在此實驗過程中，需要每個小組成員都查閱文獻資料，然后提出自己的設(shè)計方法，彼此之間要進行討論，選出比較可行的一個實驗方案；實驗完成后，小組選派的發(fā)言人要全面客觀的分析本組在實驗過程中觀察到的現(xiàn)象和結(jié)果.這一過程對培養(yǎng)學(xué)生語言組織及表達(dá)能力具有重要作用，同時為學(xué)生進入藥理學(xué)以及后續(xù)臨床課程進行的PBL教學(xué)奠定了一定的基礎(chǔ).總之，創(chuàng)新性實驗對提高學(xué)生的綜合能力、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索精神有著重要的意義，對培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才有著積極作用[2，3，4].

總之，經(jīng)過此次在13級臨床本科醫(yī)學(xué)和口腔本科醫(yī)學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)改革發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)實驗、虛擬實驗和創(chuàng)新實驗三者有效的結(jié)合能夠較好的提高學(xué)生綜合能力和科研思維，激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)熱情.通過與學(xué)生溝通發(fā)現(xiàn)，學(xué)生自認(rèn)為通過這種方法自己的自主學(xué)習(xí)能力以及對知識的渴望感明顯增強，同學(xué)之間團結(jié)合作意識得到極大提高.但是生理學(xué)實驗教學(xué)改革作為我院實驗教學(xué)的試點，不可避免地存在許多不夠完善的地方，我們將繼續(xù)努力完善教學(xué)內(nèi)容，探索更好的實驗教學(xué)方法和手段，不斷提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和科研能力.

參考文獻：

〔1〕王宏寶，劉慧萍，喻嶸，等．醫(yī)學(xué)機能學(xué)實驗教學(xué)中虛擬實驗應(yīng)用[J].中國醫(yī)藥現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育，2014，12（7）:84—85.

〔2〕楊錚，楊惠娣，劉陶迪.機能教學(xué)改革中培養(yǎng)學(xué)生的科研思維[J].疾病監(jiān)測與控制雜志，2014，12（2）:126.

〔3〕邢德剛，鄭凌云，汪勝，等.開設(shè)機能學(xué)設(shè)計性實驗提高大學(xué)生創(chuàng)新能力的探索[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育，2014，16（3）: 185—187.

〔4〕聶珍貴，梁翠茵，高春艷，等.基于能力培養(yǎng)和素質(zhì)提高的醫(yī)學(xué)機能學(xué)實驗改革[J].實驗室研究與探索，2012，31（4）: 129—131.

中圖分類號：G642.45

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1673- 260X（2015）03- 0007- 02